靶式流量計動態(tài)特性的標定方法
靶式流量計廣泛應用于工業(yè)流量測量,尤其適用于高粘度、低雷諾數(shù)流體流量的測量。但靶式流量計在實際應用中,在脈動流、混合流以及其他流體流動不穩(wěn)定的工況下,其常常無法反映流體流量的實際狀況。另外,在流體流速相對較大時,靶式流量計往往會出現(xiàn)靶桿共振等問題,使其無法正常工作。從實質上說,這些問題的根源都在于靶式流量計不具有良好的動態(tài)特性,使靶式流量計在流體流動變化比較大的場合,其輸出無法復現(xiàn)輸入信號的變化規(guī)律。因此,對靶式流量計進行動態(tài)特性的標定是很有必要的。目前,國內(nèi)外流量計生產(chǎn)廠家在靶式流量計出廠前都會對其進行靜態(tài)標定,給出具有相關靜態(tài)性能指標的檢定證書,但大都未給出動態(tài)特性的相關性能指標。本文在分析和研究靶式流量計工作原理及制作工藝的基礎上,對靶式流量計動態(tài)特性的標定方法進行探索和研究,尋求一種合理可行、經(jīng)濟可靠的標定方法,得到反映其動態(tài)特性的相關性能指標。論文主要研究內(nèi)容概述如下:
(1)分析目前流量測量領域中,流量儀表的發(fā)展及其技術更新的趨勢;總結現(xiàn)有標定方法及其存在的缺陷,從靶式流量計實際應用中出現(xiàn)的問題來引出對靶式流量計進行動態(tài)標定的必要性。
(2)分析和研究靶式流量計的工作原理、結構特點及其制作工藝,在此基礎上,提出對其進行動態(tài)標定的幾種可行的標定方案以及數(shù)據(jù)處理方法,比較幾種標定設計方案的優(yōu)缺點,確定最佳設計方案。
(3)詳細闡述了如何利用快速傅里葉變換(FFT)、功率譜密度(PSD)以及系統(tǒng)辨識(System Identification)等方法對標定數(shù)據(jù)進行處理,并最終得到靶式流量計的動態(tài)特性曲線及相關性能指標。
(4)采用最佳標定設計方案進行實驗,利用快速傅里葉變換(FFT)、功率譜密度(PSD)以及系統(tǒng)辨識(System Identification)等數(shù)據(jù)處理方法進行處理,對處理結果進行分析和驗證。本文的研究成果對于分析和研究靶式流量計動態(tài)特性具有很好的啟發(fā)和指導作用,通過對標定數(shù)據(jù)的處理而獲取的動態(tài)性能指標,為進一步改善靶式流量計動態(tài)特性的研究打下了基礎。